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1A411043大跨度房屋结构的主要类型与受力特点

来源:233网校 2006年10月20日

1A411043  大跨度房屋结构的主要类型与受力特点

   一般认为,大跨度房屋结构是指24m以上的跨度。能做到24m以上跨度的结构有桁架、网架、刚架、拱、悬索和薄壁空间结构等。
   (1)大跨度屋架
   大跨度的屋架多采用钢桁架或预应力混凝土桁架。
   1)屋架的受力特点:
   屋架是由杆件组成的构件体系,其节点一般假定为铰接点。当荷载只作用在节点上时,所有杆件均只有轴向力,其材料强度可以得到充分利用,这就是屋架结构的优点,因此它在较大跨度的建筑中得到应用。
   2)屋架的形式、基本尺寸:
   3)屋架的制作、运输与安装:
   屋架就其整体结构讲是受弯构件,平面结构。屋架的平面外刚度非常弱。
(2)平板网架结构
   1)网架的特点与适用范围:
   网架结构可分为平板网架和曲面网架两种。平板网架采用较多,其优点如下:
   ①三维空间受力体系。杆件主要承受轴向力,受力合理,节省材料。
   ②整体性好,刚度大,稳定,抗震性能好,可悬挂吊车;
   ③杆件类型较少,比较统一,适于工业化生产;
   ④尤其适用于大跨结构,体育馆、展览馆等大型建筑广泛采用。
   2)结构形式:
   平板网架可分为交叉桁架体系和角锥体系两类。
   交叉桁架体系是由上下弦平行的平面桁架,相交叉联成一体的空间结构。
   角锥体系网架是由三角锥、四角锥或六角锥单元分别组成的空间网架结构。它比交叉桁架体系网架刚度大,受力性能更好,而且可以在工厂生产出标准角锥单元体,便于现场安装。
   3)平板网架的受力特点:
   网架的高度(即厚度)直接影响网架的刚度和杆件内力。网架的高度主要取决于跨度。网格尺寸应与网架高度配合决定。
   4)网架的杆件形式与节点:
   杆件形式有钢管和角钢两种。钢管比角钢受力合理,材料节省35%,大跨度网架多用钢管。
5)网架结构的制作与安装:
   网架制作要求精度高。否则会产生附加内力使部分构件受力过大。
   网架结构的安装方法可分为高空拼装和整体安装两类。
   (3)单层刚架结构
   1)单层刚架的受力特点与适用范围:
   单层刚架一般是由直线形杆件,梁与柱刚性连接而成的结构。其受力特点是:在竖向荷载作用下柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩;在水平力的作用下,梁对柱约束减少了柱内弯矩。梁与柱由于刚性连接,因而刚度提高。
   门式刚架可分为无铰刚架、两铰刚架和三铰刚架三种。无铰刚架,柱底弯矩大,是超静定结构,结构刚度大。当地基发生不均匀沉降时,结构会产生附加内力。三铰刚架是静定结构。当基础有不均匀沉降时,结构不会产生附加内力。两铰刚架也是超静定结构。
   刚架造型美观,施工简便,室内空间大,在工业厂房、体育馆、礼堂、展览馆中广泛采用。
   2)单层刚架的截面形式及节点构造:
   (4)拱式结构
   1)拱的受力特点与适用范围:
   拱是一种有推力的结构,它的主要内力是轴向压力。
   拱式结构的主要内力为压力,可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。
   由于拱式结构受力合理,在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。

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